Tổng quan vê suy thoái và ô nhiễm đất

VỀ MÔI TRƯỜNG ĐẤT

4.2. SUY THOÁI VÀ Ô NHIÊM ĐẤT

4.2.1. Tổng quan vê suy thoái và ô nhiễm đất

Theo ISRIC (International Soil Reference and Information Centre) :

- 46.4% đất đang bị giảm sút nghiêm trọng về khả năng sản xuất và bị phá huỷ những chức năng sinh học

- 15.1% đất trong thời gian tới sẽ không còn khả năng sử dụng cho trồng trọt

- Nạn phá rừng: Làm giảm chất lượng trên 50% đất đai ở Châu Á và 15% ở Nam Mỹ. Đây là nguyên nhân chính gây ra thoái hoá đất ở Nam Mỹ (41%), châu Á (40%) và

châu Âu (38%), đặc biệt ở Trung và Đông Âu.

- Chăn thả quá mức: Gây ra thoái hoá 36% diện tích đất ở Châu Phi. Nó đóng góp đến 50% nguyên nhân gây ra thoái hoá ở Châu Phi, ở Nam Mỹ và Châu Úc là 80%.

- Canh tác không hợp lý: Ở châu Á có đến 37% đất bị thoái hoá xuất phát từ nguyên nhân này. Đây là nguyên nhân phổ biến nhất gây ra suy thoái ở Bắc và Nam Mỹ (58%) và nguyên nhân cơ bản thứ 2 ở châu Phi (25%).

a. Trên thế giới:

Bảng 1: Ước tính diện tích đất suy thoái ở những vùng đất khô hạn (Dregne và Chou, 1994)

Châu lục Tổng diện

tích Diện tích bị

suy thoái %

Phi 14.326 10.458 73

Á 18.814 13.417 71

Úc và Thái Bình

Dương 7.012 3.759 54

Âu 1.456 0.943 65

Bắc Mỹ 5.782 4.286 74

Nam Mỹ 4.207 3.058 73

Tổng 51.597 35.922 70

(triệu km2)

Bảng 2: Ước tính diện tích các mức độ suy thoái (Oldeman, 1994)

Loại suy thoái

Nhẹ Trung bình Mạnh + Nguy

hiểm

Tổng

Xói mòn nước 3.43 5.27 2.24 10.94

Xói mòn gió 2.69 2.54 0.26 5.49

Suy thoái hoá học 0.93 1.03 0.43 2.39

Suy thoái vật lý 0.44 0.27 0.12 0.83

(triệu km2)

Bảng 3: Mức độ các dạng suy thoái trên thế giới (Eswaran và Reich, 1998)

Mức độ Hoang

mạc hoá Xói mòn nước Xói mòn gió

Thấp 14.653 17.331 9.250

Trung bình 13.668 15.373 6.308

Mạnh 7.135 10.970 7.795

Rất mạnh 7.863 12.196 9.320

(triệu km2)

Bảng 4: Mức độ hoang mạc hoá ở một số quốc gia Châu Á

Quốc gia Tổng diện tích (nghìn

km2) Mức độ

Thấp TB Cao Rất cao

Banglades 133,910 85,163 0 0 0

Butan 47,000 1,470 0 0 0

Brunei 6,627 0 0 0 0

Trung Quốc 9,326,410 262,410 239,107 65,638 72,214

Ấn Độ 2,973,190 1,277,328 744,148 206,317 165,912

Indonesia 1,826,440 29,596 46,290 5,289 232

Nhật Bản 374,744 0 0 0 693

Campuchia 176,520 45,731 118,155 0 0

Lào 230,800 48,963 35,386 0 0

Mông Cổ 1,565,000 26,345 40,511 19 2,104

Myanma 657,740 130,903 140,387 20,630 13,477

Nepal 136,800 20,131 8,698 0 228

Triều Tiên 120,410 0 0 0 0

Pakistan 778,720 31,474 39,605 17,032 181,503

Papua New Ghine 452,860 4,892 8,175 27 0

Philipin 298,170 20,952 16,621 1,708 0

Srilanka 64,740 6,337 24,393 3,421 0

Thailand 511,770 90,241 320,581 7,265 0

Việt Nam 325,360 47,516 59,238 375 0

 Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, đất dốc miền Bắc hàng năm tầng đất mặt mất đi khoảng 1cm/năm. Trung bình cứ 1 ha đất bị xói mòn hàng năm sẽ mất đi 6 tấn mùn, 300 kg nitơ; vùng Tây Bắc hàng năm mất đến 3cm lớp đất mặt.

b. Ở Việt Nam:

 Ở Đông Nam Bộ, đất xám trên phù sa cổ mới khai hoang, chưa có lớp phủ che trở lại thì tốc độ xói mòn 1,8cm/năm (Lê Huy Bá và Ctv, 1991-1994).

 Khu vực Tây Nguyên cũng bị xói mòn nghiêm trọng.

Nhiều vùng đất bị xói mòn biến thành đất trống, đồi núi trọc, đá ong hoá tầng mặt. Theo Lê Huy Bá, số diện tích đất trống đồi trọc bị xói mòn nghiêm trọng ở nước ta lên đến 6-7 triệu ha/năm.

b. Ở Việt Nam:

a. Xói mòn đất

4.2.2. Các quá trình thoái hóa đất

Xói mòn (erosion) là sự chuyển dời vật lý lớp đất mặt do nhiều tác nhân khác nhau như: lực của giọt nước mưa, dòng chảy trên bề mặt và qua chiều sâu của phẫu diện đất, tốc độ gió và sức kéo của trọng lực.

Quá trình mang đi lớp đất mặt do nước chảy, gió, tuyết hoặc các tác nhân địa chất khác, bao gồm cả các quá trình sạt lở do trọng lực.

Quá trình di chuyển lớp đất do nước đều kéo theo các vật liệu tan và không tan.

Khái niệm xói mòn đất

Xói mòn có 2 dạng cơ bản:

- Xói mòn vật lý gồm sự tách rời và di chuyển những cấu tử đất không tan như cát, sét, bùn và chất hữu cơ. Sự di chuyển được xảy ra có thể theo phương nằm ngang trên bề mặt và cũng có thể theo phương thẳng đứng dọc theo bề dày của phẫu diện đất qua các khe hở, lổ hổng có sẵn trong đất.

- Xói mòn hóa học là sự di chuyển các vật liệu hòa tan, xảy ra do tác động của dòng chảy bề mặt hoặc dòng chảy ngầm từ tầng này tới tầng khác.

Khái niệm xói mòn đất

Đặc điểm của quá trình xói mòn đất

Về nguyên lý, Ellision (1944) đã xác định tác nhân gây xói mòn mạnh mẽ nhất là xung lực tác động bề mặt đất.

Quá trình xói mòn đất diễn ra theo cơ chế của 03 giai đoạn (3 pha):

- Pha 1: Tách các hạt đất ra khỏi đất.

- Pha 2: Di chuyển các phân tử bị tách ra đi nơi khác.

- Pha 3: Lắng đọng chúng ở một nơi khác.

Nếu hạn chế được pha 1, sẽ không xảy ra pha 2 và pha 3.

Các kiểu xói mòn đất

Dựa trên các tác nhân chính và hình thức xảy ra xói mòn đất, người ta phân chia thành nhiều kiểu khác nhau:

- Xói mòn bắn tóe (splash erosion).

- Xói mòn bề mặt/trượt bề mặt (sheet erosion).

- Xói mòn suối (rill erosion).

- Xói mòn rãnh (gully erosion).

- Xói mòn đổ ào/sạt lở (landslide erosion).

- Xói mòn dạng nhảy (move/jump erosion).

Phương pháp tính lượng đất xói mòn:

Để tính lượng đất xói mòn, người ta sử dụng phương trình mất đất phổ quát của Wiscehmeir và Smith (1976):

A= R.K.L.S.C.P

Trong đó:

A: Lượng đất bị mất do xói mòn (tấn/ha/năm);

R: Động năng gây xói mòn (động năng của hạt mưa);

L: Chiều dài sườn dốc;

S: Độ dốc của mặt đất;

C: Hệ số mật độ che phủ;

P: Hệ số các biện pháp chống xói mòn.

Phân hạng mức độ xói mòn đất:

Cấp xói mòn Mức độ xói mòn Lượng đất mất (Tấn/ha/năm) 1

2 3 4 56

Yếu

Trung bình yếu Trung bình khá

Mạnh Rất mạnh Nguy hiểm

0 – 20 20 – 50 50 – 100 100 – 150 150 – 200

>200

Kết von

Đá ong

b. Quá trình laterit hóa (kết von, đá ong)

Là quá trình rửa trôi và tích tụ tuyệt đối các cation Fe3+, Fe2+;Al3+; Mn6+.

Các cation này có sẵn trong môi trường đất, do mưa và tác động dòng nước thấm, nước ngầm, chúng có cơ hội tập trung lại một chổ trong đất với mật độ cao.

Các cation này hấp thụ vào một nhóm mang điện tích âm (keo sét hoặc oxit sắt) hoặc một tác nhân khác kết dính giữa các cation đó để tạo thành liên kết tương đối bền vững.

Khi nhiệt độ môi trường lên cao, độ ẩm giảm thấp, các liên kết này mất nước, sẽ tạo nên những oxit kim loại cứng chắc, do đó độ cứng cao và rất cao.

b. Quá trình laterit hóa (kết von, đá ong)

Các điều kiện hình thành và hình dạng đá ong:

- Nơi có độ dốc không lớn, có điều kiện tích tụ Fe,Al, Mn (thuận lợi nhất là các vùng đồi núi trung du)

- Nơi mà môi trường sinh thái đã và đang bị phá hủy mạnh mẽ, khả năng bốc hơi lớn,mạch nước ngầm lên xuống rất cao trong mùa mưa và mùa khô.

- Mực nước ngầm không quá sâu.

- Đá mẹ: đá mẹ, phù sa cổ, phiến thạch sét và một ít basalt tầng mỏng, đá vôi (sẽ có sự tích tụ tuyệt đối Mn6+, Mn4+, Fe3+, Al3+).

Trong đá ong thành phần chủ yếu là hydroxit oxit sắt ngậm nước hay không ngậm nước hoặc mangan, một phần rất ít oxit nhôm.

Trong tầng nước thổ nhưỡng gần mặt đất chứa nhiều Fe2+. Các Fe2+ dễ dàng bị oxi hóa thành Fe3+ khi có điều kiện tiếp xúc với oxy, chúng sẽ bị oxy hóa.

Các oxit của chúng liên kết với các nhân là hạt keo sắt kaolinit để tạo thành màng lưới dày đặc. Khi mất nước chúng liên kết ngày càng chặt hơn.

Các điều kiện hình thành và hình dạng đá ong:

* Chua hóa đất do tự nhiên:

- Do sự rửa trôi trong một thời gian dài và hô hấp vi sinh vật:

+ Các axít có trong nước mưa và trong chất hữu cơ phân hủy (axít humic và fuvic) sẽ phân ly ra H+.

+ Những ion H+ thay thế các ion bazơ trên bề mặt hấp phụ của keo đất và rửa trôi chúng, đặt biệt ở những vùng có lượng mưa lớn hơn lượng bốc hơi.

+ Hô hấp của vi sinh vật cũng dẫn đến axít hóa đất do tạo ra CO2 hòa tan trong dung dịch đất để hình thành H2CO3.

c. Quá trình chua hóa đất

- Các quá trình tự nhiên khác làm axít hóa đất là sự sinh trưởng của thảm thực vật và quá trình nitrat hóa:

+ Trong thời kì sinh trưởng, thực vật hấp thu các cation bazơ và thải ra H+ từ hệ rễ.

+ Nitrat hóa là quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ chứ nitơ, biến NH4+ thành NO3- nhờ vi khuẩn hô hấp của vi sinh vật nitrat hóa (Nitrobacter) và tạo ra ion H+:

NH4+ + 3/2O2 ---> NO3- + 4H+

* Chua hóa đất do tự nhiên:

c. Quá trình chua hóa đất

- Thực tiễn sử dụng đất: như trồng rừng lá kim gồm thông các loại, sa mộc.

- Do những biến dạng bề mặt và thủy văn bởi các kênh tiêu và mạng lưới rễ ăn nông, sự di chuyển nước xảy ra nhanh và tập trung ở bề mặt hoặc ở tầng đất trên cùng.

- Sử dụng phân bón liên tục với liều lượng cao trong các hệ thống nông nghiệp cũng làm axít hóa đất, và một phần qua quá trình nitrat hóa khi sử dụng phân đạm.

- Nguồn chất thải: công nghiệp, sinh hoạt,…

* Chua hóa đất do hoạt động nhân sinh:

c. Quá trình chua hóa đất

Lượng N bón (kg/ha) 0 150 300 450 600 750 pH trung bình sau 4 năm 6,9 6,4 6,1 6,0 5,6 5,4

Chỉ số pH của đất tương ứng với lượng N bón khác nhau:

* Chua hóa đất do hoạt động nhân sinh:

c. Quá trình chua hóa đất

Đất mặn là đất chứa nhiều muối hòa tan (1- 1,5%

hoặc lớn hơn). Những loại muối tan thường gặp trong đất là: NaCl, Na2SO4, CaCl2, CaSO4, MgCl2, NaHCO3…

Những loại muối này có nguồn gốc khac nhau (nguồn gốc lục địa, nguồn gốc biển, nguồn gốc sinh vật học…), nhưng nguồn gốc nguyên thủy của chúng là từ

các thành phần khoáng của đá núi lửa. Trong quá trình phong hóa đá, những muối này bị hòa tan di chuyển tập trung ở những dạng địa hình trũng không thoát nước.

d. Quá trình mặn hóa đất

Sự hình thành đất mặn là kết quả tổng hợp của nhiều yếu tố: đá mẹ, địa hình, mực nước mặn nông, khí hậu khô hạn và sinh vật ưa muối.

Dựa vào nguồn gốc, đặc điểm tích lũy muối, người ta phân chia quá trình mặn hóa làm 3 loại.

a) Quá trình mặn hóa do ảnh hưởng của nước biển;

b) Quá trình mặn hóa lục địa;

c) Quá trình mặn hóa thứ sinh.

d. Quá trình mặn hóa đất

Theo định nghĩa của FAO: “Hoang mạc hóa là quá trình tự nhiên và xã hội phá vỡ cân bằng sinh thái của đất, thảm thực vật, không khí và nước ở các vùng khô hạn và

bán ẩm ướt…

Quá trình này xảy ra liên tục, qua nhiều giai đoạn, dẫn đến giảm sút hoặc hủy hoại hoàn toàn khả năng dinh dưỡng của đất trồng, giảm thiểu các điệu kiện sống và làm gia tăng sinh cảnh hoang toàn”.

e. Quá trình hoang mạc hóa

Chỉ tiêu quan trong để xác định mức độ hoang mạc hóa là tỷ lệ lượng mưa hàng năm so với lượng bốc thoát hơi nước tiềm năng trong giới hạn từ 0,05 – 0,65 (Công ước chống sa mạc hóa).

Hiện nay, hoang mạc hóa thể hiện rõ nhất trên đất trống, đồi núi trọc; nơi không còn lớp phủ thực vật, địa hình dốc, chia cắt, nơi có lượng mưa thấp (700 – 800mm), lượng bốc hơi tiềm năng đạt 1.000 – 1.800mm.

(Ở Việt Nam chủ yếu ở Ninh  Thuận,  Bình  Thuận,…).

e. Quá trình hoang mạc hóa

Ô nhiễm môi trường đất được xem là tất cả các quá trìnhlàm nhiễm bẩn môi trường đất bởi các chất gây ô nhiễm.

a. Khái niệm